Wechselstrom

Was ist Wechselstrom?

Als Wechselstrom wird elektrischer Strom bezeichnet, der periodisch, also in regelmäßiger Wiederholung, seine Richtung und Stärke ändert. Die positiven und negativen Augenblickswerte ergänzen sich dabei so, dass der Strom im zeitlichen Mittel gleich null ist. Elektrische Energie wird weltweit als sinusförmiger Wechselstrom transportiert.

Die Frequenz des Wechselstroms wird in Hertz angegeben und ergibt sich aus der Periodenanzahl pro Sekunde. In Europa wird Strom verwendet, der pro Sekunde hundertmal die Richtung wechselt und dabei fünfzigmal einen positiven und einen negativen Wert annimmt, also eine Frequenz von fünfzig Hertz aufweist. Auch in Deutschland liegt an jeder Steckdose ein solcher Wechselstrom an. Weltweit ist zum Teil auch eine Frequenz von sechzig Hertz üblich.

Wie entsteht Wechselstrom?

Wechselstrom kann mittels ständig wechselnder Umpolung einer Gleichstromquelle erzeugt werden, wodurch rechteckförmige Wechselspannung entsteht. Üblicher ist jedoch die Nutzung von sinusförmigem Wechselstrom, da dieser technisch sehr viel einfacher herzustellen ist: Durch die konstante Drehung einer Leiterschleife in einem ruhenden Magnetfeld entsteht ein zu- und abnehmender Stromimpuls erst in die eine und dann in die andere Richtung. In industriellen Generatoren kann dabei durch die Nutzung von Spulen mit vielen Windungen sowie mehreren Polpaaren Wechselstrom mit gewünscht hohen Frequenzen und Spannungen erzeugt werden.

Soll Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt werden, geschieht dies mithilfe von computergesteuerter Leistungselektronik, z.B. in Wechselrichtern.

Welche Vorteile bietet Wechselstrom?

Im Vergleich zum Gleichstrom, der seine Richtung und Stärke zeitlich nicht ändert, geht beim Transport von Wechselstrom über lange Strecken weniger Energie verloren. Zudem kann bei Wechselstrom die Stromspannung relativ kostengünstig geändert werden.

Was ist mehrphasiger Wechselstrom?

Neben dem Einphasenwechselstrom gibt es Mehrphasenwechselstromsysteme. Vor allem der Dreiphasenwechselstrom ist dabei bedeutend. Dabei kommen drei einzelne Wechselströme oder Wechselspannungen gleicher Frequenz zum Einsatz, die in ihren Phasenwinkeln um 120° verschoben sind. Diesen Wechselstrom bezeichnet man daher auch als Drehstrom. Er wird u.a. für Drehstrommaschinen verwendet, die z.B. genutzt werden, um Aufzüge anzutreiben.